單次羽球與跑步運動對血清腦源性神經滋養因子與認知功能的效應

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(1)國立臺灣師範大學體育學系碩士學位論文. 單次羽球與跑步運動對血清腦源性滋養因子與認知功能的效應. 研究生：曾竣瑋指導教授：王鶴森. 中華民國 101 年 7 月中華民國臺北市.

(2) 單次羽球與跑步運動對血清腦源性神經滋養因子與認知功能的效應 2012 年 7 月研究生：曾竣瑋指導教授：王鶴森. 摘要. 背景：腦延伸神經滋養因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)對認知、學習與能量代謝機能有促進效果，豐富的環境刺激能夠提升大腦內的 BDNF。單次運動即可提升的血液中的 BDNF 的濃度亦能促進認知功能。目的：本研究旨在探討單次開放性羽球運動與封閉性跑步運動對於提升 BDNF 與認知功能效益之差異。方法：本研究採平衡次序研究設計。招募 23 位健康受試者（年齡 22.78±2.54 歲），分別進行單次 30 分鐘、60%HRR 羽球及跑步運動，並在進行運動前後進行 BDNF 與認知功能檢測。結果：單次羽球與跑步運動皆能顯著提升 BDNF 濃度，而羽球運動提升 BDNF 濃度效果顯著高於跑步運動（羽球 vs. 跑步：4.29±2.92 vs. 2.21±4.14 ng/mL）。單次羽球與跑步運動皆能提升 Flanker 測驗一致與不一致性題目的反應速度 ( 運動前 vs. 運動後： 382.41±44.47 vs. 368.24±40.66 ms)，但二項運動間無顯著差異。另外，運動增加 BDNF 與提升認知功能之間無顯著相關 (p>.05)。結論：結合豐富環境刺激的運動可以更有效提升 BDNF 的濃度，但在單次的運動上並沒有認知功能的運動類型差異。. 關鍵詞：開放性運動、封閉性運動、環境豐富化、神經可塑性 i.

(3) Effects of Acute Running and Badminton on Serum BDNF and Cognitive Function July, 2012 Student: Jun-Wei Tseng Advisor: Ho-Seng Wang Abstract Background: Brain derived neurotrophic factor (BDNF) is effective in enhancing cognition, learning, and energy metabolism. Enriched environment can increase BDNF concentration. Acute exercise can not only increase BDNF concentration but also enhance cognitive function. Purpose: This study aims to investigate and compare the effects of acute open skill badminton and acute closed skill running on increasing BDNF concentration and cognitive function. Method: The present recruited 23 healthy subjects (age: 22.78±2.54), who were respectively given acute 60%HRR badminton and running for 30 minutes by counterbalanced order. The subjects were examined on both BDNF concentration and cognitive function before and after the acute exercise. Results: The results show that both acute badminton and acute running significantly increased BDNF concentration, while the badminton is significantly more effective in improving BDNF concentration than the running (badminton vs. running: 4.29±2.92 vs. 2.21±4.14 ng/mL). Both badminton and running can reduce the reaction time of congruent and incongruent Flanker test (pre-exercise vs. post-exercise: 382.41±44.47 vs. 368.24±40.66 ms); however, there is no significant difference between the two types of exercise. In addition, the enhancement of BDNF concentration after acute exercise is not significantly correlate with the improvement in cognitive function after acute exercise (p>.05). Conclusion: This study suggests that exercise combined with enriched environment is effective in enhancing BDNF concentration; however, different types of acute exercise are not a factor in the enhancement of cognitive function.. Key words: open skill, closed skill, enriched environment, neuroplasticity ii.

(4) 謝. 誌. 師大體育系屬國內首屈一指的體育學術單位，相當榮幸能夠在這裡求學，與體育界優秀才俊為伍，向學術界頂尖學者學習。其中要感謝的人太多了，慶幸自己在師大體育系就讀，在求學的路上得以讓自己脫胎換骨。首先，感謝成就這個研究的三位靈魂人物。指導教授－王鶴森教授，總是細心地指導我在學業與研究上的不足。讓我見識到嚴謹的科學實驗精神，磨練我求學與做學問的態度。是我在研究工作、教育事業以及為人處事上的典範。心靈導師－洪聰敏教授，開闊了我對運動科學領域的視野，啟發我對知識產業的志趣，使我對未來的學術研究充滿嚮往與期待。國內 BDNF 研究先驅－葉淑惠教授，讓我認識到相關研究的實際情形，引領我往正確的研究方向。自己從三位教授身上學習到的太多，本篇研究能夠得到三位教授的協助與支持，是實驗能夠順利完成的最重要因素。其次，感謝支持我在職進修的育林國中長官與同事們。黃淑美校長，同意我以公假到師大進修。謝磊主任與陳福進主任常在我來不及趕回校上課時，二話不說便義務地幫我代課。宋子雅組長總是貼心地為我排出能夠兼顧工作與進修的課表。還有許多在身旁鼓勵我的長官與同事們，感謝你們對我的支持。體育系的實驗之所以能夠獨特，因為能夠操控運動技術的難度與強度。而本篇研究能夠控制運動強度得宜，因為有兩位網球國手的大力協助，厚諭學長與童亢。感謝你們，有你們專業的運動技術指導，才顯得體育系難以被取代的價值。運動在生理上的改變常是無法從外顯行為觀察到的，而本研究有幸得到心理學群巧菱學姊的指導以及家豪、侑蓉、建霖與靖雯協助，能夠同時探討運動對人體生理上與心理上的變化。感謝你們全程參與實驗，並且從行為科學上加以佐證，使得研究問題的探討能夠更客觀且完整地呈現。在研究的過程中默默付出的幫手，宛嬋與雨婷協助血液處理；嘉彬學長、昀宗、光鑫協助引導受試者與記錄實驗結果；志偉學長、尹伶、瑩甄、郁婷、佳煥與士傑協助監控受試者的生理反應。感謝有你們不辭辛勞的協助，才得以完成這份研究。最後，感謝我的家人以及生命中的夥伴，如婷，要不是妳那一句’沒畢業就不嫁’，我可能現在還在唸’’碩四’’。每當妳假日專程從彰化北上，待在枯燥的實驗室協助繁雜的研究工作從沒有一句怨言，我感動的心情，難以言喻。自認自己並不是個相當稱職的學生、同事、同學與男友，但研究所這三年卻能夠得到老師、同仁、同學與女友莫大的支持與協助。再次感謝指導教授、二位口試委員以及所有在實驗中協助過我的夥伴們，因為有你們，我才有今天的成就，獻上由衷地感謝。曾竣瑋 iii. 謹誌.

(5) 目. 次. 中文摘要........................................................................................................................i 英文摘要.......................................................................................................................ii 謝誌..............................................................................................................................iii 目次.............................................................................................................................. iv 表次..............................................................................................................................vi 圖次..............................................................................................................................vi. 第壹章、緒論..............................................................................................................1 一、研究背景..................................................................................................................1 二、研究目的..................................................................................................................3 三、研究假設..................................................................................................................4 四、名詞操作性定義......................................................................................................4 五、研究限制..................................................................................................................4. 第貳章、文獻探討....................................................................................................5 一、BDNF 之生理作用.................................................................................................5 二、運動與 BDNF 的關係...........................................................................................9 三、運動與認知功能....................................................................................................13 四、本章總結................................................................................................................14. iv.

(6) 第參章、方法與步驟一、受試者....................................................................................................................16 二、實驗時間與地點....................................................................................................16 三、實驗方法與步驟....................................................................................................16 四、資料處理................................................................................................................ 20. 第肆章、結果............................................................................................................21 一、二種不同類型運動之平均心跳率........................................................................21 二、二種不同類型運動前後之血乳酸濃度................................................................21 三、二種不同類型運動前後之自覺努力程度............................................................22 四、二種不同類型運動前後之血清 BDNF 濃度........................................................23 五、二種不同類型運動前後之認知能力差異............................................................ 23 六、各生理變項與認知功能變項之相關.....................................................................26. 第伍章、結論與建議..............................................................................................28 一、運動強度控制........................................................................................................28 二、不同類型之運動血清 BDNF 濃度差異.............................................................28 三、運動前後與二種不同類型之認知能力差異........................................................30 四、生理變項與認知功能變項之關係........................................................................31 五、結論........................................................................................................................33 六、未來研究方向........................................................................................................33. v.

(7) 參考文獻...................................................................................................................34 附錄1 受試者須知與同意書......................................................................................45 附錄2 身體活動問卷調查表......................................................................................47. 表次表 1 單次運動與 BDNF 的關係...............................................................................13 表 2 羽球與跑步一致性題目正確率..........................................................................24 表 3 羽球與跑步一致性題目反應時間標準差...........................................................25 表 4 羽球與跑步不一致性題目正確率…...................................................................25 表 5 羽球與跑步不一致性題目反應時間標準差…...................................................26 表 6 運動對 BDNF 與反應時間改變量之相關…......................................................26 表 7 生理變項與認知功能具顯著相關之變項….......................................................27. 圖次圖1 實驗流程圖..........................................................................................................17 圖 2 Flanker 作業刺激呈現順序說明........................................................................20 圖 3 羽球與跑步平均心跳比較.................................................................................21 圖 4 羽球與跑步運動乳酸濃度改變比較.................................................................22 圖 5 羽球與跑步運動自覺努力程度改變比較.........................................................22 圖 6 羽球與跑步運動血清 BDNF 濃度改變比較....................................................23 圖 7 羽球與跑步一致性題目反應時間比較.............................................................24 圖 8 羽球與跑步不一致性題目反應時間比較.........................................................26. vi.

(8) 1. 第壹章. 緒論. 一、研究背景近代由於各種科技迅速發展，大幅增進生活的便易性，也劇烈改變了人類的生活方式而形成坐式生活型態。人類百萬年來所演化出的生存機制，似乎無法適應數十年間生活型態的改變，使得各種缺乏運動引起的生理與心理疾病發生率向上攀升，患者年齡層也向下延伸；而運動則扮演了降低罹病風險與提升身體機能的重要角色。運動早已被證實能夠改善肌肉、骨骼與心血管機能 (Pedersen & Saltin, 2006)，促進身體健康並延緩老化速度；同時運動對於改善自我效能、憂鬱症狀與生活滿意度等心理指標的效能也逐漸被確立 (Ma, 2008)。近年來，許多研究發現運動能夠透過神經營養物質的增生，進而促進認知功能，對於學童有促進學習效率、對老年人則有延緩神經衰退的效果 (Hillman, Erickson, & Kramer, 2008; McAuley, Kramer, & Colcombe, 2004)。Kristjansson, Sigfusdottir, and Allegrante (2010) 透過大規模的學生資料與問卷調查發現，學童運動量與學業成就呈正相關；即使控制學童性別、家庭結構、父母教育程度與在校缺課數後，依然有顯著相關。體能較佳的學童，除了有較佳的認知功能，其大腦結構也與較差者有所不同(Chaddock, Pontifex, Hillman, & Kramer, 2011)。Chaddock et al. (2010) 發現學童心肺適能與記憶測驗表現呈正相關，而這些學童的海馬迴 ( hippocampus ) 體積為心肺適能與記憶測驗表現之間的中介變項。另外，透過運動介入，除了能夠降低學童成長發育中身體質量指數增加的速度，亦能提升學業成績 (Donnelly et al., 2009)。同樣地， Erickson et al. (2009) 發現體能較好的老年人，左右腦海馬迴體積也較大，並且有較高的空間記憶能力；老年人的大腦白質體積也與身體質量指數呈現負相關，與體能呈現正相關 (Marks, Katz, Styner, & Smith, 2010)。老年人在透過六個月中低強度運動介入後，前額葉扣帶迴灰質與工作記憶都顯著地增加，而增加的值與增加.

(9) 2. 的運動量呈現正相關 (Ruscheweyh et al., 2011)。因此，規律運動不僅能夠改善身體健康，更能促進神經調節與適應 (Isaacs, Anderson, Alcantara, Black, & Greenough, 1992)，改善大腦的結構與機能，並降低罹患慢性疾病的機率 (Dishman et al., 2006)。運動能改善大腦神經機能，並且增進認知功能的原因可能在於促進神經營養因子 ( neurotrophin ) 的分泌 (Lewin & Barde, 1996)，進而提升神經可塑性 (Cotman & Berchtold, 2002; Vaynman & Gomez-Pinilla, 2006)。動物實驗上，運動可以增加腦內的營養因子進而提升學習與記憶效率，促進神經生長並保護神經系統及降低神經老化疾病等風險。在人體實驗部分，運動可以提升腦性麻痺學童之認知功能與閱讀障礙學童之發聲功能 (Ploughman, 2008)。就運動強度而言，從事低強度長時間的身體活動能夠得到持續性的滋長神經效益，高強度則容易產生壓力賀爾蒙，而中等強度運動即足以增進一般族群的大腦健康，對身心障礙族群則更為重要 (Ploughman, 2008)。而在多種神經營養因子當中，扮演最關鍵角色的物質為腦源性神經滋長因子 ( Brain-derived neurotrophic factor, BDNF )(Mattson, Maudsley, & Martin, 2004)。 BDNF 在人體是由 BDNF 基因製造，能夠在中樞與周邊神經系統供給神經細胞營養。在神經突觸釋放離子流以增加訊號強度 (Cheeran et al., 2008)，並且在細胞內部啟動基因以製造突觸所需的血清素與蛋白質。整體而言，BDNF 可增進神經元功能、促進神經生長與連結以提升突觸可塑性 ( synaptic plasticity )，並且預防神經細胞的老化與死亡(Cotman, Berchtold, & Christie, 2007)。長久以來，人們以為運動對大腦的影響僅在於控制動作行為的運動皮質區( motor cortex)，直到研究者 Neeper, Gomez-Pinilla, Choi, and Cotman (1995); Neeper, Gomez-Pinilla, Choi, and Cotman (1996) 發現運動能提升 BDNF 基因在大腦掌管記憶部位海馬迴中的表現。這個出人意料的發現，使人們能夠意識到，運動對生物體的效益不僅在身體機能，更在情緒與學習上有所助益。而運動也成為了能同時改善生、心理健康的重要行為。.

(10) 3. 目前已經有相當多的證據顯示，運動能夠提升人體的 BDNF 濃度 (Knaepen, Goekint, Heyman, & Meeusen, 2010)，並且從周邊血管的血液濃度就足以代表大腦內的濃度指標 (Rasmussen et al., 2009)。同時也發現人體運動後血液乳酸與 BDNF 濃度呈正相關 (Rojas Vega et al., 2006)，並且隨著運動強度與血液 BDNF 濃度的增加，也提升了認知測驗分數 (Ferris, Williams, & Shen, 2007)。可惜的是，目前關於運動介入 BDNF 的相關研究，都是可依事先設定動作計畫完成的封閉性運動 (Knaepen et al., 2010)。其結果是否會受到必須依照對手動態調整動作策略的開放性運動環境影響，仍有待商榷。Cao et al. (2010) 發現豐富的環境刺激能夠提升老鼠 BDNF 的表現，而且環境刺激對 BDNF 的效益並非只單純來自於運動本身，其伴隨的感覺、動作、認知與社會的刺激可能帶來更大的 BDNF 提升效果。因此或許複雜的動作學習也可能比單純的跑步運動，能夠對 BDNF 基因呈現出不同形式的效益 (Klintsova, Dickson, Yoshida, & Greenough, 2004)。同樣地，增加 BDNF 分泌與活化其接受器旋轉肌凝蛋白相關蛋白質激酶 B (TrkB) 也能夠提升動作技能學習 (motor skill learning) 效率與動作協調 (motor coordination)(Fritsch et al., 2010; Kondo et al., 2008)。不過要考慮的是 Cao 等以老鼠為受試對象，試驗結果是否能類推人類。理論上，神經營養因子的重要功能即是促使神經活化、生長與連結，提升神經可塑性以幫助個體適應外在環境變化 (Hennigan, O'Callaghan, & Kelly, 2007)，所以，豐富與複雜刺激對個體產生的 BDNF 效應，對動物與人類可能都是相同的。然而這個論點仍需要進一步的研究加以證實。因此，為了瞭解人類在運動時，若有更多的環境刺激與較複雜的動作技術，是否會造成運動提升 BDNF 濃度上的改變並因此而影響認知測驗的成績，是本研究擬要探討的主要課題。. 二、研究目的（一）探討從事中等強度封閉性跑步與開放性羽球二種不同類型運動後，對血清 BDNF 與認知功能的影響。.

(11) 4. （二）探討從事中等強度封閉性跑步與開放性羽球二種不同類型運動後，血清 BDNF 改變量與認知功能改變量之相關。. 三、研究假設（一）從事中等強度封閉性跑步與開放性羽球二種不同類型運動後的血清 BDNF 與認知功能有顯著差異。（二）從事中等強度封閉性跑步與開放性羽球二種不同類型運動後，血清 BDNF 改變量與認知功能改變量存在顯著相關。. 四、名詞操作性定義（一）羽球運動：本研究所稱之羽球運動係指受試者配戴心律監控器在室內羽球場地，盡可能連續回擊羽球教練的餵球，並且由研究者在場邊將受試者的心跳情形告知羽球教練，由羽球教練控制受試者運動強度保持在 60%HRR。（二）跑步運動：本研究所稱之跑步運動係指受試者配戴心律監控器在室內空間跑步，並且由研究者在場邊依據受試者的心跳情形告知受試者減速、維持或加速，以控制運動強度保持在 60%HRR。（三）認知功能：本研究之認知測驗以修正版側向抑制測驗 (Modified flanker task) (Eriksen & Eriksen, 1974) 成績代表。該測驗基本概念結合了工作記憶、認知彈性與抑制能力三大元素。. 五、研究限制（一）本研究受試者採取立意取樣方式，招募國立臺灣師範大學男學生為受試者，因此樣本可能無法代表全體母群。（二）本研究中開放式運動係以羽球運動代表，且為控制運動強度，故採羽球教練餵球之方式以模擬真實羽球情境，因此可能無法推論至其他開放式運動及代表實際之羽球運動競賽。.

(12) 5. 第貳章、文獻探討本章共分成四個部份：一、BDNF 之生理作用；二、運動與 BDNF 的關係；三、運動與認知功能；四、本章總結。. 一、BDNF 之生理作用: BDNF在一般健康人體內血液循環中的濃度，血清約為 22.6 ng/ml、血漿約為 92.5 pg/ml(Lommatzsch et al., 2005)。其中血漿的BDNF濃度與體重及年齡成反比，並且受血糖、身體組成、性別等生理因素與空氣汙染、氣溫等環境因素影響 (Bos et al., 2011; Cao et al., 2010; Goekint, Roelands, Heyman, Njemini, & Meeusen, 2011)。經過體重校正過後的血漿 BDNF值則無性別差異 (Lommatzsch et al., 2005)。因為血漿 BDNF 濃度容易受到抗凝血劑或與實驗無關之變項干擾，因此運動介入的人體 BDNF 濃度實驗被建議以血清為樣本 (Knaepen et al., 2010)。人體不論在休息或運動時，大腦所產生的 BDNF 值佔全身血液循環70-80%。運動時會增加全身血液循環中 BDNF 的濃度至安靜值的二到三倍，並且在恢復期一小時內回歸到正常值。大腦產生的 BDNF 為血液中 BDNF 的主要來源，且在經由運動刺激，大腦產生的 BDNF 增加在血液中的 BDNF 比例 (Rasmussen et al., 2009)。運動藉由增加腦內組織型纖維蛋白溶酶原活化因子 (tPA)，幫助前導 BDNF(pro BDNF) 轉換成成熟 BDNF(m BDNF)、並且增加 BDNF 接受器 TrkB 活性。七天的自主運動能夠增加大鼠海馬迴中的前驅與成熟 BDNF。運動增加成熟 BDNF 的生成並強化 TrkB 接受器的訊號，促進海馬迴的突觸可塑性 (Ding, Ying, & Gomez-Pinilla, 2011)。 BDNF 基因缺陷會引發過度進食、嚴重肥胖、認知受損與過動症狀(Beckers et al., 2008; Gray et al., 2006)。BDNF 受體TrkB 基因突變，則會引起過度進食、嚴重肥胖、學習與記憶障礙 (Yeo et al., 2004)。在哺乳類動物中，BDNF的表現低下被認為與肥胖、第二型糖尿病、心血管疾病、憂鬱症、失智症與認知受損有關.

(13) 6. (Pedersen et al., 2009)。（一）BDNF 與神經疾病巴金森氏症的致病機制至今尚未明確，有證據顯示脂多醣體 ( lipopolysaccharide)在大腦黑質中產生細胞毒素，導致多巴胺神經元的損害而無法產生足夠的多巴胺，在缺乏多巴胺情況下使得大腦難以控制肌肉。而 BDNF 能夠減少脂多醣體在大腦黑質對多巴胺神經元造成的損害。Wu et al. (2011)以運動介入發現，運動所提升的 BDNF 在大腦黑質保護多巴胺神經元，避免產生神經發炎作用而損害，運動並且活化BDNF-TrkB的訊號路徑，提升神經訊號而降低巴金森氏症症狀。 BDNF對大腦皮質與海馬迴神經細胞產生神經保護作用，降低細胞表面的趨化因子接受器 CXCR4 和 CCR5 與 HIV 的膜蛋白 gp120 接合 (Nosheny et al., 2007)；並且直接促使細胞表面的 CXCR4 減少，抑制神經疾病發病機制(Ahmed, Tessarollo, Thiele, & Mocchetti, 2008)。（二）BDNF 與憂鬱症動物在高度壓力下，容易產生憂鬱症狀，也會降低 BDNF mRNA表現 (Russo-Neustadt, Ha, Ramirez, & Kesslak, 2001)。因為 BDNF 與血清素相互調節，血清素能刺激 BDNF 的表現，BDNF 也能保護與促進血清素神經元的生長。因此，不論血清素或 BDNF 的神經訊號受損，都會可能導致憂鬱或焦慮，並可能促使年齡相關的神經疾病，如代謝症候群、阿茲海默症與亨丁頓舞蹈症 (Mattson et al., 2004)。憂鬱症患者的大腦皮質與邊緣系統（海馬迴與杏仁核）結構上與一般人有所差異；在這些組織上，憂鬱症患者的平均血流量也比一般人少 (Drevets, 2000; Mervaala et al., 2000)。Sen, Duman, and Sanacora (2008) 進行統合分析相關研究，發現憂鬱症患者的血清BDNF濃度低於正常人，而在接受過抗憂鬱療程後的患者BDNF濃度則高於未接受之患者。同時在治療過中，血液BDNF濃度會隨著療程的進展而提高 (Aydemir et al., 2006; Laske et al.,.

(14) 7. 2010)。雖然運動有降低憂鬱症狀的效果，但當 BDNF 基因型態變異則沒有運動減緩憂鬱症狀的效益。因此，BDNF 可能為運動減緩憂鬱症狀的中介變項(Mata, Thompson, & Gotlib, 2010)。（三）BDNF 與認知功能: 大鼠實驗中發現，運動能提升學習與記憶的成績。一週的自主運動在海馬迴提升突觸可塑性因子 BDNF, IGF-I 與 ghrelin 。 Gomez-Pinilla, Vaynman, and Ying (2008) 發現若運動卻抑制BDNF接受器，將失去運動所帶來的學習效益，並且干擾 ghrelin 與 IGF-1 mRNAs 的生成。因此 BDNF 在運動產生的學習上的效益有相當重要的調節關係。血清 BDNF 的產生會隨著年齡增加而減少，大腦主司記憶的海馬迴體積亦隨著縮小，也降低了空間記憶的能力。換而言之，海馬迴體積為年齡與空間記憶的中介變項，而血清 BDNF 濃度為年齡與海馬迴大小之中介變項 (Erickson et al., 2010)。長期的運動介入能夠增加海馬迴體積，而增加的海馬迴體積也與血液 BDNF 濃度成正比，因此，透過運動增加 BDNF 產生，進而促進大腦神經發展、延緩記憶功能衰退 (Erickson et al., 2011)。運動能提升大腦與認知功能，避免神經衰減而造成的疾病，因此可以成為便宜且有效的預防及治療大腦認知功能衰退的處方 (Kramer & Erickson, 2007) ，其效益在於老年人與特殊族群上特別顯著 (Kramer, Erickson, & Colcombe, 2006)。（四）BDNF 與代謝功能：人類第二型糖尿病患者（獨立於肥胖）有較少的血漿 BDNF 值，與昇糖指數成反比 (Krabbe et al., 2007)。血清 BDNF 濃度與糖尿病罹患年數、胰島素阻抗與血液胰島素濃度密切相關 (Fujinami et al., 2008)。研究發現 BDNF 作用在大鼠下視丘，會降低了食物攝取、呼吸商、內臟與皮下脂肪、脂肪細胞大小與血液三酸甘油酯以降低體重；並同時提高體溫、休息代謝.

(15) 8. 率與身體活動量。顯示 BDNF 在能量平衡上，透過了下視丘引發重大的作用 (Toriya et al., 2010; Wang, Bomberg, Billington, Levine, & Kotz, 2010)。 Matthews et al. (2009) 利用肌細胞檢體電刺激，發現運動也可使骨骼肌產生 BDNF，但骨骼肌所產生的 BDNF 並不會進入血液循環。骨骼肌所產生的 BDNF 可以藉由活化AMPK而提升脂肪代謝。 Walley, Asher, and Froguel (2009)提出 BDNF 透過位於下視丘的瘦體素-黑色素皮質路徑 (The Leptin–Melanocortin) 路徑，扮演中樞調控食慾角色，接受食物攝取與能量消耗訊號並透過不同路徑調節攝食行為以維持能量平衡。脂肪組織釋出的瘦體素 (lepin)，在弓狀核 (arcuate nucleus, ARC) 分別與增食類神經肽(agouti-related protein, AGRP)神經元和先-腦啡-黑色素激素-腎上腺皮質素激素(proopionomelanocortin, POMC)神經元上的瘦體素受器 (leptin receptors, LEPR) 接合後。抑制 AGRP 神經元產生 AGRP 並刺激 POMC 神經元合成 POMC；其中POMC經過後轉譯修飾會產生 α-激黑色細胞素 (α-melanocyte-stimulating hormone, α-MSH)。AGRP 與 α-MSH 在下視丘旁室核 (paraventricular nucleus, PVN) 競爭與黑皮素 4 受體 (MC4R: Melanocortin 4 Receptor) 接合；當 AGRP 與 MC4R 接合會抑制 MC4R 活化而抑制 BDNF 產生，反之，當 α-MSH 與 MC4R 接合會刺激 MC4R 活化而刺激 BDNF 分泌。增加的 BDNF 與其接受器 TrkB 接合後所產生的訊號，傳遞到高階的食慾皮質中樞則會產生厭食感。因此，高體脂肪百分比造成血液中瘦體素濃度提升，進而促使下視丘產生 BDNF 達到抑制食慾的效果，是人體能量恆定的機制，亦可能是低身體活動量者有較高血液 BDNF 濃度的原因。與肥胖情形相反，Cao et al. (2010) 發現環境豐富化與運動會刺激大鼠下視丘弓狀核產生 BDNF；進而活化交感神經系統增加正腎上腺素的分泌。而在與白色脂肪組織上的正腎上腺素接受器接合之後，會抑制瘦體素並刺激脂聯素的產生。因此，相對於瘦體素對 BDNF 產生的正回饋效果，運動.

(16) 9. 產生的 BDNF 卻對瘦體素有間接抑制的負回饋效果。當BDNF 作用在胰臟 α 細胞，會抑制昇糖激素分泌、減少進食並降低血糖。Yamanaka et al. (2007)曾以 BDNF 注射做為大鼠的糖尿病的治療方式，發現 BDNF 與其他抗糖尿病藥物一樣有降低血糖的功能，但其較有增進胰島素的效用，並且降低昇糖素的分泌，而其他藥物則會增加昇糖素的分泌。使用 BDNF 療程的老鼠呈現較低的體重、體脂肪與肝臟重量，研判因為較能提升能量消耗，所以較有減重效果。顯示 BDNF 在中樞神經與內分泌系統控制能量攝取與消耗，達到維持能量平衡 (Hanyu et al., 2003)。. 二、運動與 BDNF 的關係（一）單次運動與 BDNF 的關係根據本研究文獻的蒐集，從2003年起，單次運動與BDNF的相關研究共有17篇（如表 1），主要的運動介入方式包含：腳踏車、跑步、登階、划船機及阻力訓練等。其中有14篇的結果經綜整後顯示無論男女性或不同的運動習慣，單次運動都可顯著提升血液 BDNF 濃度 (Goekint et al., 2008; Laske et al., 2010; Rojas Vega et al., 2007; Rojas Vega et al., 2006)。雖然多發性硬化症、憂鬱症與恐慌症患者血液 BDNF 濃度安靜值較低，但也都能藉由運動獲得提升(Castellano & White, 2008; Gold et al., 2003; Gustafsson et al., 2009; Laske et al., 2010; Strohle et al., 2010) 。另外，血液 BDNF 濃度上升的幅度會隨著運動強度增加 (Vega et al., 2011)；Rojas Vega et al. (2007); Rojas Vega et al. (2006) 以固定式腳踏車進行漸增運動觀察在不同運動強度時血液 BDNF 濃度的變化，發現血液 BDNF 濃度隨運動強度上升並且在運動後10分鐘回到安靜值。雖然有部分研究以較低強度進行運動，無法使血液 BDNF 濃度的提升顯著達到顯著水準 (Ferris et al., 2007; Rojas Vega et al., 2008)。但 Goekint et al. (2011); Winter et al. (2007)研究結果指出，不論有氧或無氧運動，皆可顯著提升血液 BDNF.

(17) 10. 濃度。部分未能觀察到運動誘發BDNF改變的研究，原因可能在於運動提升血液 BDNF 的現象僅能在維持到運動結束後十分鐘，Zoladz et al. (2008) 研究40分鐘90%無氧閾值腳踏車運動後的血液 BDNF 實驗，可能因為採血時間與運動結束的間隔太久，使得受試者血液 BDNF 濃度提昇效果無法被測得。另外，僅有的二篇肌力訓練之運動刺激皆無法提升血液 BDNF 濃度 (Goekint, De Pauw, et al., 2010; Yarrow, White, McCoy, & Borst, 2010)，但目前對於肌力訓練無法達到提昇血液 BDNF 濃度效果的原因仍無定論 (Knaepen et al., 2010)。表1 單次運動與 BDNF 的關係研究者. 受試者. (Rojas Vega. 8 位健康. et al., 2007; Rojas Vega et. 實驗設計. 運動訓練方式. BDNF之差異性. 固定式腳踏車漸增. BDNF 與 cortisol 會隨著運動強度而增. 男性運動. 運動至衰竭與運動. 加，但血清 BDNF 在運動結束 10 分鐘後即. 員. 後 3、6、10、15 分. 回復到安靜值；而 cortisol 則是持續增加。. T. 鐘的變化。. al.,2006 Ferris et al.,. 15 位健康. 2007). 受試者. RCT. 一次 30 分鐘低於臨. 30 分鐘低於臨界速度 20%固定式腳踏車運. 界速度 20%與一次. 動並無法提升 BDNF 濃度但高於臨界速. 30 分鐘高於臨界速. 度 10%卻能顯著提升 BDNF 濃度並發現. 度 10%固定式腳踏. 運動後認知測驗成績顯著高於運動前。. 車運動 (Vega et al.,. 20 位懷孕. 2011). 婦女. T. 懷孕 32-36 週與產後. 無論懷孕婦女與產後婦女，運動都有助於. 10-12 週進行腳踏車. 血清 BDNF 之提升，並隨著心跳率增加而. 漸增運動。. 提升，而安靜時血清 BDNF 值則產後高於產前。. (Goekint et. 11 位健康. al., 2008). 男性. (Goekint et. 11 位健康. al., 2011). 男性. RCT. RCT. 60 分鐘 55%最大功. 55%與 75%最大功率固定式腳踏車皆可顯. 率固定式腳踏車與. 著提升血液 BDNF 濃度，75%最大功率的. 75%最大功率持續. 提升率高於 55%最大功率；此結果不論服. 性測驗. 用抗憂鬱藥物與否都有相同效果。. 60 分鐘 55%最大功. 血液 BDNF 濃度會隨著運動強度增加而. 率固定式腳踏車與. 改變；在氣溫較高的環境，運動提升 BDNF. 75%最大功率持續. 效果高於氣溫較低者。. 性測驗 (Bos et al.,. 38 位健康. 2011). 受試者. CT. 30 分鐘 74%最大心. 室內腳踏車運動顯著提升血液 BDNF 濃. 跳率的戶外與室內. 度，但在高空氣汙染的馬路上的卻沒有增.

(18) 11. (Castellano. 11 位多發. & White,. 性硬化症. 2008). 患者與健. CT. 固定式腳踏車運動. 加。. 30 分鐘 60%最大攝. MS 患者與健康受試者兩組的血清 BDNF. 氧量的腳踏車訓練. 值皆在運動時上升，並在後三小時下降。. 30 分鐘 60%最大攝. 不論是多發性硬化症患者或健康受試者在. 康受試者 (Gold et al.,. 48 位多發. 2003). 性硬化症. 氧量的室內固定式. 運動後皆顯著提升血液 BDNF 濃度，而二. 患者與 20. 腳踏車運動. 組之間無顯著差異。. 固定式腳踏車漸增. 最大運動後立即的血清 BDNF 濃度顯著. 運動至衰竭. 高於運動前、運動中與運動後 30 分鐘。運. CT. 健康受試者 (Griffin et. 47 位健康. al., 2011). 男性受試. CT. 者 (Gustafsson. 18 位憂鬱. et al., 2009). 症患者與. 動後的認知測驗成績也顯著提升。 CT. 固定式腳踏車漸增. 憂鬱症患者在最大運動後，男女皆顯著提. 運動至衰竭. 升血漿 BDNF 濃度。. 跑步機漸增運動至. 憂鬱症患者在安靜時血清 BDNF 濃度顯. 衰竭. 著低於健康受試者。在最大運動後，則能. 18 位健康受試者 (Laske et al.,. 35 位憂鬱. 2010). 症女性與. CT. 20 位健康. 顯著提升憂鬱症患者 BDNF 濃度。並且可. 女性. 由其血清 BDNF 濃度變化與情緒狀態有正面關係。. (Rasmussen. 8 位健康. et al., 2009). 男性受試. 酸閾值 10-15%的划 70-80%。運動時會增加到安靜值的二到三. 者. 船機運動. (Rojas Vega. 11 位脊髓. et al., 2008). 受傷的帕. T. T. 單次 4 小時低於乳. 大腦所產生的 BDNF 值佔全身血液循環. 倍，並且在恢復期一小時內回歸到正常值。. 自我配速的 42 公里 BDNF 濃度在暖身階段上升，但在後續運動手搖車運動. 階段回歸到正常值。. 運運動員 (Strohle et. 12 位恐慌. al., 2010). 症患者與. 攝取量的跑步機運. 者。單次有氧運動增加恐慌症患者血清. 12 位健康. 動. BDNF 濃度. 15 分鐘登階運動. 血清 BDNF 安靜值有相當大的個別差異，. RCT. 30 分鐘 70%最大氧恐慌症者血清 BDNF 安靜值低於健康受試. 受試者 (Tang, Chu,. 16 位健康. Hui,. 受試者. T. 但在單次運動後顯著提升了血清 BDNF 濃度。. Helmeste, & Law, 2008) (Winter et al., 2007). 27 位健康受試者. RCT. 單次漸增強度跑步. 高低強度的單次運動都能顯著提升血清. 與 40 分鐘低於乳酸 BDNF 值.

(19) 12 2Mm/L 的跑步 (Zoladz et. 13 名健康. 40 分鐘 90%乳酸閾. 單次最大運動並沒有顯著提升血漿 BDNF. al., 2008). 受試者. 值的腳踏車運動. 安靜值。. (Goekint,. 15 位無規. 單次 6 個動作 3 組. 單次的阻力訓練無顯著改變 BDNF 濃度. De Pauw, et. 律運動習. 10 次 80%最大肌力. 效果. al., 2010). 慣受試者. 的阻力運動. (Yarrow et. 20 名健康. al., 2010). 的受試者. T. CT. RT. 單次傳統肌力訓. 兩組單次組力訓練後的血清 BDNF 值並. 練:4 組 6 次反覆. 無顯著差異。. 52.5-75%最大肌力。及單次離心肌力訓練: 3 組 6 次反覆 45-50%最大肌力向心收縮加 100-120% 最大肌力離心收縮。註: CT:非隨機控制組實驗、T:單組前後測實驗、RCT:隨機控制組實驗. （二）長期運動與 BDNF 的關係長期有氧運動對血液 BDNF 濃度效益的相關研究結果分歧。10篇研究中僅有2篇提出有提升效果，5週 (Zoladz et al., 2008)、8週 (Schulz et al., 2004) 的有氧運動提升多發性硬化症患者與健康受試者的安靜血清 BDNF 濃度。另有1篇發現多發性硬化症患者在運動介入四週後，休息血清 BDNF 值顯著上升，但在運動介入八週後血清BDNF值又回到基礎值(Castellano & White, 2008)。大部分的研究（10篇中有7篇），顯示長期運動介入並沒有提升血液 BDNF濃度。介入長度不論有氧運動介入3週、5週 (Griffin et al., 2011)、8 週 (Goekint, Roelands, et al., 2010)、12週 (Schiffer, Schulte, Hollmann, Bloch, & Struder, 2009) 甚至6個月 (Ruscheweyh et al., 2011)，皆沒有提升血液 BDNF濃度效果。受試者包括一般健康人 (Schiffer et al., 2009)、肥胖者 (Seifert et al., 2010)、老年人 (Ruscheweyh et al., 2011)、憂鬱症患者 (Toups et al., 2011) 等在接受長期有氧運動介入之後，皆沒有顯著差異。長期肌力訓練相對於長期有氧運動，結果較一致，沒有顯著差異的有4 篇研究，其受試者皆為一般人，但不論5週 (Yarrow et al., 2010)、10週 (Goekint, De Pauw, et al., 2010; Levinger et al., 2008) 或12週 (Schiffer et al.,.

(20) 13. 2009) 的肌力訓練介入，都無法顯著提升血液的 BDNF 濃度。以非運動介入的生活型態調查發現，規律運動似乎不會提升血液 BDNF 濃度安靜值，甚至還有下降的趨勢。中等強度運動頻率較高者血液 BDNF 濃度安靜值低於運動頻率較低者 (Chan, Tong, & Yip, 2008; Pedersen & Saltin, 2006)。受過運動訓練者的血清 BDNF 濃度低於坐式生活者，血清 BDNF濃度也與每日運動消耗之能量呈負相關 (Nofuji et al., 2008)。血液 BDNF濃度安靜值與最大攝氧量呈負相關，並且與規律運動習慣呈負相關，運動能夠增加體能，卻會因此降低 BDNF 的安靜值 (Currie, Ramsbottom, Ludlow, Nevill, & Gilder, 2009)。此外， Jung, Kim, Davis, Blair, and Cho (2011) 招募大規模受試者 (n =995, age range: 20–76 years) 進行檢測。發現安靜血清 BDNF 濃度較高者，平均年齡較高並且有較低的最大攝氧量、最大心跳率與高密度脂蛋白以及較高的身體質量指數、休息心跳率、收縮與舒張壓、血脂與血糖/高密度脂蛋白和三酸甘油脂/高密度脂蛋白。說明許多健康的參數可能與安靜血清 BDNF 濃度呈現負相關。三、單次運動與認知功能的關係運動除了能夠促進神經營養物質的分泌，提升大腦功能並且增加認知表現 (Hillman et al., 2008) 之外。能夠使腎上腺上升的單次有氧運動也能夠增加覺醒水準並且增加決策表現 (Brisswalter, Collardeau, & Rene, 2002)，同時有相關研究發現單次有氧運動對於工作記憶表現也有提升的效果 (Pesce, Crova, Cereatti, Casella, & Bellucci, 2009)。近年來，有許多運動後產生的認知效益相關研究被大量報導，而綜評性研究指出，運動導致的認知效益為能夠妥善分配注意力資源、提升刺激與反應速度的認知控制功能 (Hillman, Kamijo, & Scudder, 2011a)。認知控制又被稱為認知執行，被解釋為自我監控、目標導向與對記憶、計畫與行為的調控能力 (Hillman et al., 2009a)。其基本概念結合了工作記憶、認知彈性與抑制能力三大元素，以修正版 Eriksen Flanker task （或翻譯為側向抑制測驗）對運動最具有敏感性 (Hillman et al., 2011a)。.

(21) 14. 該實驗作業會出現一串三或五個符號的刺激作業，中間之符號為目標刺激，受試者依指示，對中間的符號，準確、快速地做出反應。而運動導致側向抑制測驗成績與其腦波事件相關腦電位之 P3 延遲性的改變最具有相關性，表現出從神經心理與認知測驗相互呼應單次運動達到的認知心理效益 (Kamijo, Nishihira, Higashiura, & Kuroiwa, 2007)。. 四、本章總結大部分的單次有氧運動顯示出能夠提升血液的 BDNF 濃度，並且提升的水準與其運動強度成正比 (Rojas Vega et al., 2007; Rojas Vega et al., 2006)。但提升 BDNF濃度的時間在運動後迅速回復到安靜值。甚至在30分鐘後降至低於安靜值，但會在一小時內恢復到安靜值 (Rasmussen et al., 2009)。反觀長期運動，不論是有氧運動或是肌力訓練似乎都沒有提升血液 BDNF 濃度的效果 (Ruscheweyh et al., 2011; Schiffer et al., 2009)，甚至還有降低血液 BDNF 濃度的可能 (Chan et al., 2008)，在一般人的體內也發現血液 BDNF 濃度與心血管疾病危險因子成正比 (Jung et al., 2011)。這個現象能夠從動物實驗上發現其可能的原因。動物實驗發現單次中等強度運動能夠增加大腦中的 BDNF 的濃度，但長期運動並不會增加 BDNF 基因與 BDNF 的安靜值 (陳鏏仹, 2004)，卻能增加 BDNF 接受器 TrkB 基因的數量 (羅世豪, 2006)。因此，推論長期運動能夠增加 BDNF 接受器 TrkB 的密度，所以運動者對於 BDNF 的敏感度較高，相較之下，坐式生活習慣者對於 BDNF 的阻抗性較高。另外過多的體脂肪組織會產生較高的瘦體素降低食慾以達到能量平衡。在老鼠的下視丘也發現，瘦體素 (leptin) 能刺激 BDNF 的產生，而降低食慾 (Walley et al., 2009)。所以體脂肪較高的個體需要較高的 BDNF 來抑制食慾。單次運動後上升代表中樞神經系統產生的抑制食慾，以及修復細胞的自體保護作用。因此，BDNF 接受器密度與敏感度較高的規律運動者，會在運動後BDNF濃度上升現象中得到更高的 BDNF 效益 (Knaepen et al., 2010)。.

(22) 15. 綜合以上文獻能夠得知：（一）BDNF 能夠促進認知、學習與能量代謝作用。（二）豐富環境刺激包括感官、認知、動作與社會互動能夠提升大腦 BDNF。（三）單次運動可立即提升血液 BDNF 濃度；同時也能促進認知功能。(四)過去的研究都採封閉式的運動，如：跑步、腳踏車、划船機等作為運動介入的方式，缺乏以開放性運動介入對BDNF影響的相關研究證據。倘若結合運動與環境刺激，是否會增加 BDNF 與認知功能的提升效益？運動所提升的 BDNF 與認知功能之間關係為何？確切答案仍然不明。因此，本研究以開放性羽球運動與封閉性跑步運動對BDNF與認知功能效益的比較，期許能為運動類型對 BDNF 與認知效益的差異與關係提供有效線索。.

(23) 16. 第參章、方法與步驟本章主要分下列四部份加以敘述：一、受試者；二、實驗時間與地點；三、實驗方法與步驟；四、資料處理. 一、受試者受試者為自願參與且健康情況正常且無規律習慣的男性大學生共23名，平均年齡 22.78±2.55歲、身高174.82±6.38公分、體重66.27±13.01公斤。受試者皆符合下述規定條件:（一）無罹患精神疾病、腦神經疾病及糖尿病者、（二）無抽菸之習慣、（三）身體質量指數介於18.5-23.9kg/m2之間。研究開始前詳細告知受試者本研究之題目、目的、實驗流程及可能發生的危險，之後於「受試者須知與同意書（附錄一）」簽名。所有受試者均填寫受試者「身體活動問卷調查表（附錄二）」確定無有關心肺功能疾病或遺傳性疾病之健康問題，始可成為本研究之受試者。從事運動介入前所有受試者皆需接受各依變項的基礎值檢測，並詢問是否符合實驗要求之注意事項，實驗期間隨時回答受試者的疑問，並要求受試者：（一）運動介入期間維持正常生活作息及保持平常飲食習慣，並且禁止吸菸及飲酒。（二）運動介入前24小時內，不得參加任何激烈運動。（三）實驗前保持8小時空腹期間，運動介入時受試者不得額外補充任何食物與飲料。. 二、實驗時間與地點（一）民國 101 年 2 月起至 4 月止。（二）運動介入與採血均在國立臺灣師範大學公館校區體育館進行。. 三、實驗方法與步驟.

(24) 17. 本研究之運動介入方式係修改 Winter et al. (2007)之研究，每位受試者以重複量數，平衡次序之方式進行二次 30 分鐘不同運動類型介入，運動介入類型分別為跑步與羽球，皆以 60%儲備心跳率 (heart rate reserve, HRR) 為運動強度。每次運動介入間隔七天，確保二次運動不會因為疲勞相互影響。在運動介入前後皆進行 BDNF 與認知檢測，觀察二次運動分別造成的 BDNF 與認知能力改變量，探討跑步與羽球二種不同類型運動對 BDNF 與認知能力效益的差異（如圖 1）。. 圖1 實驗流程圖（一）運動介入前 1.於運動介入前一晚開始進行8小時的禁食。 2. 採血10 ml進行乳酸與BDNF檢測。 3. 進行認知執行測驗。.

(25) 18. （二）運動介入 1.跑步介入：在室內空間，以 60%儲備心跳率為目標運動強度，進行 30 分鐘跑步運動。以無線遙測心律儀 ( BioHarness Team System, Zephyr, USA) 監控受試者跑步的心跳率，當心跳率超過 65%儲備心跳率或低於 55%儲備心跳率，立即告知受試者降低或增加跑步速度。 (1)儲備心跳率 (heart rate reserve, HRR)＝安靜心跳率＋目標強度×（最大心跳率 -安靜心跳率） (2)最大心跳率= 205.8-0.685×年齡 (Robergs, 2002)。 2.羽球介入：同跑步地點，以 60%儲備心跳率為目標運動強度，進行 30 分鐘羽球單打運動。本研究安排一位羽球教練擔任餵球工作，在 30 分鐘運動過程中皆使受試者維持在跑動與擊球狀態，並且要求受試者盡可能將球回擊給羽球教練。同時以無線遙測心電圖監控受試者羽球運動的心跳率，當心跳率超過 65% 儲備心跳率或低於 55% 儲備心跳率，立即告知羽球教練降低或增加受試者的擊球跑動距離。（三）運動介入後立即 1. 採血10ml進行乳酸與BDNF檢測 (1) 採血及血液分析:本實驗採血次數總共分為4次，分別為跑步前、跑步後立即採血、羽球運動前採血與羽運動球後立即，採血全程皆由合格護士在受試者非慣用手肘前靜脈採血，每次採血4ml於綠頭採血管、6ml於紅頭採血管。綠頭採血管之血液經過血液分析儀測得血容積比後，以四千轉高速離心十分鐘後取上清液，以-70℃冷藏以待分析。本實驗之乳酸測量係以乾式血液分析儀 (DT60 II, KODAK, USA) 測量。紅頭採血管於4℃冰箱靜置60分鐘使血液凝結後以每分鐘四千轉4℃離心10分鐘，取出血清以-70℃冷藏以待分析。BDNF係採酵素免疫分析法 (Enzyme-linked immunoassay, ELISA)以酵素免疫分析儀 (ChemWell® 2910, Awareness Technology, FL, USA) 進行定量分析，使用試劑為 Brain Derived Neurotrophic Factor Sandwich ELISA Kit.

(26) 19. (ChemiKine, Millipore, Temecula, CA, USA)。所有血液樣本皆以雙份試管測量值之平均值為代表。 (2)血漿量校正：從事長時間耐力運動，致使排汗率升高，進而導致脫水現象 (dehydration) 發生，因此，本研究採用Dill and Costill (1974) 的公式進行血漿量校正。公式為：運動後血液量=運動前血液量×(運動前血紅素÷運動後血紅素)。血漿量(%)=100×(運動後血漿量－運動前血漿量)÷運動前血漿量。 2. 恢復：運動及抽血後，請受試者以靜躺姿勢休息，待心跳率下降至安靜心跳率 ×110%後，方能進行運動後的認知測驗。 3. 進行認知測驗：本研究採用修正版 Flanker 作業 (Modified flanker task) 評估抑制控制 (inhibitory control) (Eriksen & Eriksen, 1974)。此作業包含兩種刺激型態，參與者需對一致 (< < < < < 或 > > > > >) 及不一致刺激 (> > < > > 或 < < > < <) 中間箭頭方向做反應，當中間箭頭指向右邊以右手食指迅速按下鍵盤的 L 鍵，而中間箭頭指向左邊則以左手食指迅速按下 A 鍵，一致及不一致刺激與中間箭頭指向左或右邊出現的機率均等。參與者以舒服的坐姿坐於距離 17 吋螢幕約 70 公分。在對參與者說明作業內容後，會給予參與者 20 次試做 (trials) 練習，要求需正確且迅速的按下反應鍵。參與者練習正確率達 80%以上並確定他們瞭解作業後，即開始正式測驗，所有參與者於第一次練習皆達此標準。每次試做會先於黑色背景螢幕正中間出現一十字注視點 (fixation) 1000 毫秒 (milli-second, ms)，接著呈現刺激 200 ms 並給予 1000 ms 的反應時間，試做間的時間 (inter-trial-interval, ITI) 為 2000 ms (圖 2)。正式測驗為 2 回合 (block) 共 120 次試做，回合間會讓參與者短暫的休息。.

(27) 20. 圖2. Flanker 作業刺激呈現順序說明. 四、資料處理（一）所有測得之數據皆以平均數 ( M ) 標準差 ( SD ) 為描述性統計。（二）本研究之自變項：不同運動類型（羽球與慢跑運動）、時間因子（運動前與運動後）（三）本研究依變項：BDNF濃度、乳酸、自覺努力程度、心跳率與認知能力。實驗所得資料以SPSS 17.0 for Windows 統計套裝軟體進行以下考驗與分析： 1.以重複量數二因子變異數分析單次不同運動類型介入前後的血清 BDNF 濃度、乳酸與認知能力測驗分數改變量之差異顯著水準。 2.以相依樣本 t 考驗分析單次不同運動類型平均心跳之差異顯著水準。 3.以皮爾遜積差相關法考驗血清 BDNF 濃度及認知測驗分數改變量之相關。 4.本研究中之顯著水準，皆訂為 α = .05 。.

(28) 21. 第肆章、結果本章主要分為跑步與羽球二種不同類型運動之心跳率、血乳酸、自覺努力程度、 BDNF 濃度與認知功能分析，內容如下。. 一、二種不同類型運動之平均心跳率羽球與跑步二次 30 分鐘的運動平均心跳率，經相依樣本 t 考驗後，顯示羽球（140.67±9.51 下/分鐘）與跑步（142.38±6.23 下/分鐘）兩次運動的平均心跳率並無顯著差異 ( p = .297 ) （如圖 3）。. 圖 3 羽球與跑步平均心跳比較. 二、二種不同類型運動前後之血乳酸濃度本研究所測得之羽球與跑步兩種運動在運動前、後血乳酸濃度，經重複量數二因子變異數分析後，發現血乳酸濃度變化交互作用未達顯著 (F= 2.472, p = .130, η2 = .101)，主要效果部份，運動類型亦未達顯著水準 (F= .809, p = .378, η2 = .035)，時間因子部分則達顯著差異 (F= 37.952, p = .000, η2 = .633)，進一步比較發現，二種不同類型運動後血乳酸之平均值顯著高於運動前（運動前 vs.運動後:1.23±.86 vs.2.10±1.07 mmol/L）（如圖 4）。.

(29) 22. 圖 4 羽球與跑步運動乳酸濃度改變比較註：*表運動後血乳酸濃度顯著高於運動前，p<.05. 三、二種不同類型運動前後之自覺努力程度本研究所測得之羽球與跑步兩種運動在運動前、後自覺努力程度，經重複量數二因子變異數分析後，發現自覺努力程度變化交互作用未達顯著 (F= 1.148, p = .296, η2 = .050)，主要效果部份，運動類型亦未達顯著水準(F= .004, p = .949, η2 = .000)，時間因子部分則達顯著差異 (F= 83.971, p = .000, η2 = .792)，進一步比較發現，二種不同類型運動後自覺努力程度之平均值顯著高於運動前（運動前 vs.運動後：8.76±2.16 vs.12.61±2.55）（如圖 5）。. 圖 5 羽球與跑步運動自覺努力程度改變比較.

(30) 23 註：*表運動後自覺努力程度顯著高於運動前，p<.05. 四、二種不同類型運動前後之血清 BDNF 濃度觀察跑步前與跑步後血清 BDNF 濃度變化，經重複量數二因子變異數分析後，顯示交互作用達顯著差異 ( F= 5.351, p = .030 , η2 = .196)。比較單純主要效果後發現，羽球運動後之 BDNF 濃度 (6.67±2.83ng/mL) 顯著高於跑步運動後 (4.93±3.72ng/mL)；另外，羽球及跑步運動後之 BDNF 濃度亦分別顯著高於該項運動前（羽球運動前 vs.羽球運動後:2.45±1.32vs. 6.67±2.83ng/mL；跑步運動前 vs. 跑步運動後: 2.72±2.68vs. 4.93±3.72ng/mL）。（如圖 6）。. 圖 6 羽球與跑步運動血清 BDNF 濃度改變比較註：*表運動後 BDNF 濃度顯著高於運動前，p<.05 #表羽球運動後 BDNF 濃度顯著高於跑步運動後，p<.05. 五、二種不同類型運動前後之認知能力差異（一）一致性題目正確率本研究受試者在不同類型運動前與運動後一致性題目正確率，經重複量數二因子變異數分析後，顯示不論是交互作用 (F= 1.673, p = .209, η2 = .071) 或運動類型(F= .193, p = .665, η2 = .009)及時間因子(F= 1.524, p.

(31) 24. = .230, η2 = .065)的主要效果皆未達顯著差異（如表 2）。表2. 羽球與跑步一致性題目正確率羽球運動. 跑步運動. 運動前. 98.74±2.26%. 96.13±14.52%. 運動後. 97.61±3.70%. 98.87±1.63%. （二）一致性題目反應時間本研究所測得之羽球與跑步兩種運動在運動前、後一致性題目反應時間，經重複量數二因子變異數分析後，顯示一致性題目反應時間變化交互作用未達顯著 (F= .259, p = .616, η2 = .012)，主要效果部份，運動類型亦未達顯著水準 (F= .086, p = .771, η2 = .004)，時間因子部分則達顯著差異 (F= 8.245, p = .009, η2 = .273)，進一步比較發現，二種不同類型運動後一致性題目反應時間之平均值顯著低於運動前（運動前 vs.運動後: 360.43±44.63vs. 347.35±37.04ms）（如圖 7）。. 圖 7 羽球與跑步一致性題目反應時間比較註：*表運動後反應速度顯著高於運動前，p<.05. （三）一致性題目反應時間標準差本研究受試者在不同類型運動前與運動後一致性題目反應時間標準差，.

(32) 25. 經重複量數二因子變異數分析後，顯示不論是交互作用 (F= .513, p = .482, η2 = .023) 或運動類型 (F= 3.193, p = .088, η2 = .127)及時間因子 (F= .456, p = .507, η2 = .020) 的主要效果皆未達顯著差異（如表 3）。表3. 羽球與跑步一致性題目反應時間標準差羽球運動. 跑步運動. 運動前. 52.35±13.61ms. 49.87±18.96ms. 運動後. 52.04±18.08ms. 46.17±13.23ms. （四）不一致性題目正確率本研究受試者在不同類型運動前與運動後不一致性題目正確率，經重複量數二因子變異數分析後，顯示不論是交互作用 (F= 3.640, p = .070, η2 = .142) 或運動類型 (F= .211, p = .650, η2 = .010)及時間因子 (F= 1.249, p = .276, η2 = .054) 的主要效果皆未達顯著差異（如表 4）。表4. 羽球與跑步不一致性題目正確率羽球運動. 跑步運動. 運動前. 93.00±.06%. 89.74±14.39%. 運動後. 92.13±.05%. 93.65±7.17%. （五）不一致性題目反應時間本研究所測得之羽球與跑步兩種運動在運動前、後不一致性題目反應時間，經重複量數二因子變異數分析後，顯示不一致性題目反應時間變化交互作用未達顯著 (F= .071, p = .792, η2 = .003)，主要效果部份，運動類型亦未達顯著水準 (F= .044, p = .836, η2 = .002)，時間因子部分則達顯著差異 (F= 11.180, p = .003, η2 = .337)，進一步比較發現，二種不同類型運動後不一致性題目反應時間之平均值顯著低於運動前（運動前 vs. 運動後 : 404.40±44.31vs. 389.12± 44.28ms）（如圖 8）。.

(33) 26. 圖 8 羽球與跑步不一致性題目反應時間比較註：*表運動後反應速度顯著高於運動前，p<.05. （六）不一致性題目反應時間標準差本研究受試者在不同類型運動前與運動後不一致性題目反應時間標準差，經重複量數二因子變異數分析後，顯示不論是交互作用 (F= .055, p = .816, η2 = .003) 或運動類型 (F= 3.089, p = .093, η2 = .123) 及時間因子 (F= .651, p = .428, η2 = .029) 的主要效果皆未達顯著差異（如表 5）。表5. 羽球與跑步不一致性題目反應時間標準差羽球運動. 跑步運動. 運動前. 57.08±14.83ms. 53.46±11.80ms. 運動後. 58.99±17.65ms. 54.53±14.05ms. 六、各生理變項與認知功能變項之相關本研究受試者在進行羽球與跑步後的血清 BDNF 濃度及 Franker 測驗反應時間改變量，經皮爾遜積差相關法分析，顯示不論羽球或跑步運動對於血清 BDNF 濃度及認知能力改變量皆無顯著相關（如表 6）表 6 運動對 BDNF 與反應時間改變量之相關.

(34) 27. 羽球運動. 跑步運動. 一致性題目反應時間改變量. .014. -.304. 不一致性題目反應時間改變量. .003. -.150. *. 註： p<.05,. **. p<.01,. 將本實驗測得的各生理變項與認知功能測驗結果進行相關分析，發現部分變項呈顯著相關（如表 7）。表 7 生理變項與認知功能具顯著相關之變項. 運動後不一致性題目正確率運動後一致性題目 RTSD 運動前不一致性題目 RT 不一致性題目 RT 改變率不一致性題目 RT 改變量一致性題目 RT 改變量 *. 註： p<.05,. **. 羽球. 年齡. 體重. 安靜 HR. -.168. .156. -.257. **. **. 羽球前. 羽球後. 羽球後. 跑步前. RPE. RPE. BDNF. BDNF. .350. .245. .059. .123. .054. .117. -.038. -.049. 跑步. .016. -.595. 羽球. .310. .023. .067. -.282. -.436*. -.433*. -.166. 跑步. .309. .366. .121. -.059. .178. -.255. -.157. 羽球. .012. .153. .039. -.349. -.146. -.175. -.190. 跑步. .450*. -.054. .182. .121. -.136. .058. -.049. 羽球. -.298. .125. .159. -.336. -.008. -.099. .410. 跑步. -.484. *. .136. -.037. -.113. .169. .136. .297. 羽球. -.517. *. .126. -.024. -.125. .167. .122. .322. 跑步. .241. .138. -.029. -.233. -.233. -.121. -.073. 羽球. .235. .031. -.119. -.430*. -.462*. -.152. -.160. 跑步. -.289. .085. .155. -.348. -.032. -.113. .417*. -.584. p<.01, RT 表反應時間, RTSD 表反應時間標準差, HR 表心跳率, RPE 表自覺努力程度.

(35) 28. 第伍章、討論針對本研究結果，以下分為運動強度控制、不同類型之運動血清 BDNF 濃度差異、運動前後與二種不同類型之認知能力差異以及生理變項與認知功能變項之關係分別討論之。. 一、運動強度控制本研究目的在於比較相同強度與持續時間的開放性羽球運動與封閉式跑步運動後，引發的 BDNF 與認知功能效益是否會有不同，因此，運動強度的控制在本研究中顯得格外重要，而本研究主要係以 60 %HRR 作為設定的運動強度，經過 30 分鐘的運動後兩種不同類型運動的平均心跳率（羽球：140.67±9.51 下/分鐘、跑步： 142.38±6.23 下/分鐘）並未達顯著差異 ( p = .297 )，顯示這兩項運動是被有效的控制在相當接近的強度下執行。除了心跳率之外，血液乳酸濃度也是經常被用來做為評估運動強度的客觀生理指標。而本研究中血乳酸的主要效果僅時間因子達顯著差異，組別因子則未達顯著差異 (F= .809, p = .378, η2 = .035)，顯示本研究中羽球與跑步運動在能量代謝受質的利用上並無不同，且由二者在運動後平均乳酸濃度為 2.10±1.07 mmol/L 低於 4 mmol/L 乳酸閾值濃度判斷，本研究的運動仍應屬於有氧運動的強度範疇。另外，運動自覺努力程度同樣也被認為能夠做為準確的運動強度指標 (Brown, 2010)。在本研究中，羽球與跑步運動後的自覺努力程度皆較運動前顯著提高 (F= 83.971, p = .000, η2 = .792)，且二項運動之間並無顯著差異 (F= .004, p = .949, η2 = .000)。從上述的心跳率、血乳酸及自覺努力程度等客觀負荷或主觀感受結果來看，本研究中的羽球與跑步兩項運動之強度應可視為係在相同的強度下被完成。. 二、不同類型運動血清 BDNF 濃度本研究觀察二種不同運動前後血清 BDNF 濃度的改變，發現交互作用( F= 5.351, p = .030 , η2 = .196)，進一步進行單純主要效果考驗的結果顯示，不論進行羽.

(36) 29. 球或跑步運動，運動後皆能顯著提升血液 BDNF 濃度(羽球：運動前 2.45±1.32 ng/mL 運動後 6.67±2.83ng/mL；跑步：運動前 2.72±2.68 ng/mL 運動後 4.93±3.72ng/mL)，而且羽球運動後的 BDNF 濃度又顯著高於跑步運動後 ( p = .047；如圖 4）。單次運動即可增加血液 BDNF 的濃度(Ferris et al., 2007; Goekint et al., 2008; Goekint et al., 2011; Rojas Vega et al., 2007; Rojas Vega et al., 2006; Vega et al., 2011)。本研究也再次重現這樣的結果。不過回顧過去的文獻（表 1）可以發現所有的研究都是以封閉性的運動作為運動介入的選擇，包含：跑步、腳踏車、划船機、登階及阻力運動等，而本研究應是首篇以羽球運動介入並與跑步運動進行比較後，發現開放性的羽球運動比封閉性的跑步運動更具有提升血液 BDNF 的效益。過去設計不同運動情境的實驗中，Cao et al. (2010)係以動物實驗的方式將老鼠飼養在豐富環境刺激的籠子與四週單純的籠子做比較，發現即使單純籠子的老鼠身體活動量較高，但在腦組織中 BDNF mRNA 濃度提升幅度依然低於環境豐富化籠子的老鼠。另外，在人類實驗中 Anderson-Hanley et al. (2012)同樣探討不同環境刺激對運動提升 BDNF 的效果，其以 79 位老年人分別進行 12 週每週 3 次 40 分鐘 60%HRR 的虛擬實境腳踏車運動與一般環境腳踏車運動，結果發現二種情境的腳踏車運動皆能增加 BDNF 濃度，但虛擬實境腳踏車運動增加 BDNF 的幅度又顯著高於一般環境腳踏車運動。而本研究以不同類型運動羽球與跑步分別代表開放性運動與封閉性運動，控制在相同的環境、強度與時間條件下，探討對運動 BDNF 的效益，結果也證實相較於封閉性的運動，開放性的運動更具有刺激 BDNF 增加的效益。可能結合環境豐富化的刺激，包括感官、認知、動作或社會互動，運動能夠更具有提升 BDNF 效果。另外，本實驗平均血清 BDNF 濃度為 4.81±3.41 ng/mL，離散程度頗大，過去類似的研究發現，健康個體安靜血清 BDNF 濃度約介於 1.5 至 30.9 ng/mL之間，且不同個體間存在著相當大的差異 (Tang et al., 2008)。雖然本研究平均安靜血清 BDNF 濃度為 3.82 ng/mL，仍屬於合理範圍，但也相對偏低，有可能是因為實驗處理程序在血液凝固與離心過程皆於低溫環境下 (4℃)處理，使 BDNF 從血小板中.

(37) 30. 崩解而釋出較少，因而會有較高的準確率(Katoh-Semba et al., 2007)。. 三、不同類型運動前後之認知能力本研究觀察單次羽球與跑步運動，在一致性與非一致性題目反應時間上運動類型間皆未達顯著差異 (p＞.05)，但時間因子則達顯著差異 (p＜.05)，顯示二種運動後皆能顯著提升反應速度，且提升的效果相當類似（羽球 vs. 跑步：-03.15% vs. -03.52%)，同時也代表二種運動後，皆能增加認知運作速度，促進認知能力。從本研究反應時間的長短即可發現，不一致性題目的反應時間高於一致性題目（運動前一致性題目平均反應時間：360.43ms、運動前不一致性題目平均反應時間：404.40ms、運動後一致性題目平均反應時間：347.35ms、運動後不一致性題目平均反應時間：389.12ms），此與過去的研究結果相同，主要是不一致性題目較一致性題目困難，需要更高的注意力投入與更多的反應時間 (Hillman et al., 2009b)。。本研究運動前後不一致性題目反應時間差異的效果量又高於一致性題目的效果量（不一致 vs.一致：.337 vs. .273），推測可能與較困難的題目較能突顯出運動前後的差異性有關。本研究結果顯示單次運動能夠顯著降低 Flanker 測驗不一致性題型的反應時間亦能夠降低一致性題型的反應時間，符合過去文獻指出，單次運動對提升認知能力的指標方面，Flanker 測驗不一致題型的反應時間最具有敏感性 (O'Leary, Pontifex, Scudder, Brown, & Hillman, 2011)。不論羽球或跑步運動後皆顯著地提升其反應速度（羽球平均降低反應時間 13.64ms、平均降低反應時間 14.72ms），但羽球或跑步運動之間並未達顯著差異。顯示羽球與跑步運動皆能改善認知能力，但兩項運動的成效相當接近。在過去單次運動與認知效益的相關研究結果指出單次中等強度有氧運動即有提升認知功能的效果(Hillman, Kamijo, & Scudder, 2011b)。腦波的證據也顯示，有氧運動能增加學童前頂葉 α 波並減少顳葉 β 波，而前頂葉 α 波的增加反映出生理上的放鬆及注意力的提升，減少顳葉 β 波則可能活化記憶與語言功能而改善認知功能(Schneider, Vogt, Frysch, Guardiera, & Strüder, 2009)。此外，，運動與認知的關係可能被頂葉中.

(38) 31. 線的 P3 腦波所調節，而透過運動所提升的 P3 腦波振幅能夠使注意力資源更有效率地分配(Brisswalter et al., 2002; Hillman et al., 2009b)。可能是因為較佳的認知控制產生了較快的認知處理能力，使受試者在運動後對不一致題目產生較少的 P3 延遲性， (Hillman et al., 2009b)。本研究顯示羽球與跑步運動皆能增加反應速度，但運動形式間並無顯著差異。過去 Pesce et al. (2009)指出團體運動與個人運動皆能顯著提升單字回憶測驗成績，但兩種運動之間並無顯著差異 (Pesce et al., 2009)，這個研究的結果與本研究類似；不過，Budde, Voelcker-Rehage, Pietraßyk-Kendziorra, Ribeiro, and Tidow (2008) 研究協調性運動與一般體育課對專注能力的改善，則發現協調性運動對專注能力的改善程度高於一般體育課。因此，從目前有限的證據尚不足以證實不同類型運動對認知能力效益會有所差異，需要未來以良好的隨機控制實驗設計去加以釐清其中的關係。羽球與跑步單次運動對題目正確率的影響，不論是運動類型或時間因子皆未達顯著差異 (p＞.05)，此結果與過去的研究相類似，單次運動可能有促進提昇正確率的效果，但因為測驗難度太低，導致天花板效應產生，而無法得到正確率在運動後增加的結果 (Hillman, Snook, & Jerome, 2003)。另外，反應時間標準差顯示出對執行任務時的專注程度 (Shen, Tsai, & Duann, 2011)。本實驗的一致與不一致性題目反應時間標準差，不論是運動類型或時間因子皆未達顯著差異 (p＞.05)。雖然 Shen 等(2011) 以過動症患者在經過運動介入後，證實能夠增加其專注程度並且降低反應時間的變異程度 (Shen et al., 2011)，但以一般人為受試者的類似研究則未在反應時間標準差呈顯出單次運動的顯著差異 (Hillman et al., 2009b; Hillman et al., 2003)，因此本研究在反應時間標準差未達顯著差異的原因應該與受試者皆為一般大學生有關。. 四、生理變項與認知功能變項之關係本研究目的在於比較不同運動在 BDNF 與認知能力效益上的差異，並且試圖.

(39) 32. 探討其中的關係。因此，關鍵在於 BDNF 與認能能力的改變與相關情形。分析本研究所得之數據後發現，BDNF 濃度與認知測驗反應速度在運動後皆顯著地提升。但不論從事羽球或跑步運動，BDNF 濃度與認知能力的改變皆無顯著相關。再者，比較兩項運動引起的血液 BDNF 濃度改變量，羽球運動對血液 BDNF 濃度的提升達 242%，高於跑步運動提升 182%，兩者的差異達 60%。但二項運動對認知測驗的提升差異卻未達顯著差異，顯示結合豐富環境刺激的羽球運動可以更有效提升 BDNF 的濃度，但在單次的運動上並沒有認知功能的運動類型差異。有兩個可能原因可以用來解釋這個現象，一是可能運動提升 Flanker 測驗的認知能力，並非因為體內血液 BDNF 濃度增加所致；又或者是血液 BDNF 濃度與認知能力之間並非單純的線性關係，可能需要較高的測驗難度或更高的 BDNF 增加幅度才能顯現出二者之關係。其確切原因有待未來更深入的研究探討。 Chaddock et al. (2010) 發現體能與記憶力呈正相關，以核磁共振掃描腦部組織後發現，海馬迴體積為體能與記憶能力之間的中介變項。Ruscheweyh et al. (2011) 透過六個月的運動介入，使大腦前額葉扣帶迴的灰質組織增加與且提升工作記憶，而增加腦組織及工作記憶測驗分數皆與增加的運動量呈正相關。因此，透過更長期的運動介入，可能產生更明顯的認知效益，相對單次運動對認知能力的改變可能相當的微小。即使如此，本研究仍然發現部分生理指標與認知功能變項間有顯著相關，包括：（一）羽球運動後 BDNF 濃度與運動後一致反應時間標準差呈負相關 ( p=.039, r=-.433)。（二）跑步運動前的 BDNF 濃度與運動後一致性題目反應時間改變量呈負相關( p=.048, r=-.417)。（三）年齡與跑步運動一致性題目反應時間改變量 ( p=.011, r=-.517)及改變率( p=.019, r=-.484) 呈負相關。（四）年齡與跑步運動前不一致性題目反應時間呈負相關 ( p=.031, r=-.450)。（五）體重與跑步後不一致性題目正確率呈負相關 ( p=.003, r=-.595)。（六）安靜心跳率與跑步後不一致性題目正確率呈負相關 ( p=.003, r=-.584)。（七）羽球運動前自主努力程度與一致性題目反應時間改變量呈負相關 ( p=.040, r=-.430)。（八）羽球運動後自主努力程度與一致.

(40) 33. 性題目反應時間改變量呈負相關 ( p=.036, r=-.439)。從這些結果可以發現，雖然 Flanker 測驗與血液 BDNF 濃度在運動過後的改變量沒有相關，但仍與其他部分生理變項，包括：年齡、體重、安靜心跳率、自覺努力程度與 BDNF 濃度有關，但可能因為受試者人數太少或受試者間個別差異太大，使得本研究試圖要去解釋這些生理變項與認知測驗的整體結果有困難。五、結論單次 30 分鐘中等強度的羽球與跑步運動，皆具有提升血清 BDNF 及促進認知反應速度的效益；且開放性羽球運動對血清 BDNF 提升的效果又優於跑步運動。另外，BDNF 與認知能力測驗結果的改變量之間並無顯著相關。六、未來研究方向（一）不同運動形式對認知效益差異的相關研究數量仍然相當稀少，未來若能結合腦波與腦造影技術，將有助於提供更全面的資訊與更詳細的機制。（二）目前大部分的 BDNF 相關研究仍集中在探討與運動強度、持續時間與頻率之關係，而 BDNF 與動作技能之間的關係仍有待釐清，未來研究可探討 BDNF 及動作控制與學習之關係。.

(41) 34. 參考文獻. 陳鏏仹（2004）。運動對海馬迴中 BDNF 基因表現之影響（未出版碩士論文）。國立成功大學，台南市。羅世豪（2006）。急性運動對於小鼠不同腦區中BDNF和TrkB基因表現的影響（未出版碩士論文）。國立成功大學，台南市。 Ahmed, F., Tessarollo, L., Thiele, C., & Mocchetti, I. (2008). Brain-derived neurotrophic factor modulates expression of chemokine receptors in the brain. Brain Research, 1227, 1-11. doi: 10.1016/j.brainres.2008.05.086 Anderson-Hanley, C., Arciero, P. J., Brickman, A. M., Nimon, J. P., Okuma, N., Westen, S. C., . . . Zimmerman, E. A. (2012). Exergaming and older adult cognition: a cluster randomized clinical trial. American Journal of Preventive Medicine, 42(2), 109-119. doi: 10.1016/j.amepre.2011.10.016 Aydemir, C., Yalcin, E. S., Aksaray, S., Kisa, C., Yildirim, S. G., Uzbay, T., & Goka, E. (2006). Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) changes in the serum of depressed women. Progress in Neuro-psychopharmacology & biological psychiatry, 30(7), 1256-1260. doi: 10.1016/j.pnpbp.2006.03.025 Beckers, S., Peeters, A., Zegers, D., Mertens, I., Van Gaal, L., & Van Hul, W. (2008). Association of the BDNF Val66Met variation with obesity in women. Molecular Genetics and Metabolism, 95(1-2), 110-112. doi: 10.1016/j.ymgme.2008.06.008 Bos, I., Jacobs, L., Nawrot, T. S., de Geus, B., Torfs, R., Int Panis, L., . . . Meeusen, R. (2011). No exercise-induced increase in serum BDNF after cycling near a major traffic road. Neuroscience Letters, 500(2), 129-132. doi: 10.1016/j.neulet.2011.06.019 Brisswalter, J., Collardeau, M., & Rene, A. (2002). Effects of acute physical exercise characteristics on cognitive performance. Sports Medicine, 32(9), 555-566. Brown, G. A. (2010). Comparison of energy expenditure on a treadmill vs. an elliptical device at a self-selected exercise intensity. Journal of Strength and Conditioning Research, 24(6), 1643. Cao, L., Liu, X., Lin, E. J., Wang, C., Choi, E. Y., Riban, V., . . . During, M. J. (2010). Environmental and genetic activation of a brain-adipocyte BDNF/leptin axis causes cancer remission and inhibition. Cell, 142(1), 52-64. doi: 10.1016/j.cell.2010.05.029.